什么是容器编排
容器编排是指自动化管理容器化应用程序的部署、扩展、网络连接、负载均衡及生命周期维护的过程。通过容器编排工具，可以高效协调多个容器的运行，确保应用的高可用性和可扩展性。
容器技术的核心概念是容器、镜像、仓库，使用这三大基本要素我们就可以轻松地完成应用的打包、分发工作，实现“一次构建，到处运行”的梦想。
这些容器之上的管理、调度工作，就是这些年最流行的词汇：“容器编排”（Container Orchestration）。
面对单机上的几个容器，Docker Compose 还可以应付，但如果规模上到几百台服务器、成千上万的容器，处理它们之间的复杂联系就必须要依靠计算机了，而目前计算机用来调度管理的 “ 事实标准 ” 就是 Kubernetes。
什么是 Kubernetes
Kubernetes 背后有 Borg 系统十多年生产环境经验的支持，技术底蕴深厚，理论水平也非常高，一经推出就引起了轰动。然后在 2015 年，Google 又联合 Linux 基金会成立了CNCF（Cloud Native Computing Foundation，云原生基金会），并把 Kubernetes 捐献出来作为种子项目。
有了 Google 和 Linux 这两大家族的保驾护航，再加上宽容开放的社区，作为 CNCF 的“头把交椅”，Kubernetes 旗下很快就汇集了众多行业精英，仅用了两年的时间就打败了同期的竞争对手 Apache Mesos 和 Docker Swarm，成为了这个领域的唯一霸主。
那么，Kubernetes 到底能够为我们做什么呢？ 简单来说，Kubernetes 就是一个生产级别的容器编排平台和集群管理系统，不仅能够创建、调度容器，还能够监控、管理服务器，它凝聚了 Google 等大公司和开源社区的集体智慧，从而让中小型公司也可以具备轻松运维海量计算节点——也就是“云计算”的能力。
Kubernetes 的官网（https://kubernetes.io/zh/），里面有非常详细的文档，包括概念解释、入门教程、参考手册等等。
云原生时代的操作系统
Kubernetes 可以说是一个集群级别的操作系统，主要功能就是资源管理和作业调度。但 Kubernetes 不是运行在单机上管理单台计算资源和进程，而是运行在多台服务器上管理几百几千台的计算资源，以及在这些资源上运行的上万上百万的进程，规模要大得多。
Kubernetes 的基本架构
Kubernetes 采用的是 “ 控制面 / 数据面 ”（Control Plane / Data Plane）架构，集群里的计算机被称为“ 节点 ”（Node），可以是实机也可以是虚机，少量的节点用作控制面来执行集群的管理维护工作，其他的大部分节点都被划归数据面，用来跑业务应用。
控制面的节点在 Kubernetes 里叫做 Master Node，一般简称为 Master，它是整个集群里最重要的部分，可以说是 Kubernetes 的大脑和心脏。
数据面的节点叫做 Worker Node，一般就简称为 Worker 或者 Node，相当于 Kubernetes 的手和脚，在 Master 的指挥下干活 。
Node 的数量非常多，构成了一个资源池，Kubernetes 就在这个池里分配资源，调度应用。因为资源被“池化”了，所以管理也就变得比较简单，可以在集群中任意添加或者删除节点。
在这张架构图里，我们还可以看到有一个 kubectl，它就是 Kubernetes 的客户端工具，用来操作 Kubernetes，但它位于集群之外，理论上不属于集群。
可以使用命令 kubectl get nodes 来查看 Kubernetes 的节点状态
[root@master1 ~]# kubectl get nodes NAME STATUS ROLES AGE VERSION master1 Ready control-plane,master 38m v1.23.15 node1 Ready worker 38m v1.23.15
node2 Ready worker 38m v1.23.15
可以看到当前集群中有一个控制面的 Master 节点和一个数据面的 Worker 节点，如果集群规模较小，也可以把 Master 和 Worker 部署在一个节点上。
节点内部的结构
Kubernetes 的节点内部也具有复杂的结构，是由很多的模块构成的，这些模块又可以分成组件（Component）和插件（Addon）两类。组件实现了 Kubernetes 的核心功能特性，没有这些组件 Kubernetes 就无法启动，而插件则是 Kubernetes 的一些附加功能，属于“锦上添花”，不安装也不会影响 Kubernetes 的正常运行。
Master 里的组件有哪些
Master 里有 4 个组件，分别是 apiserver、etcd、scheduler、controller-manager。
kube-apiserver 是 Master 节点——同时也是整个 Kubernetes 系统的唯一入口，它对外公开了一系列的 RESTful API，并且加上了验证、授权等功能，所有其他组件都只能和它直接通信，可以说是 Kubernetes 里的联络员。
etcd 是一个高可用的分布式 Key-Value 数据库，用来持久化存储系统里的各种资源对象和状态，相当于 Kubernetes 里的配置管理员。注意它只与 apiserver 有直接联系，也就是说任何其他组件想要读写 etcd 里的数据都必须经过 apiserver。
kube-scheduler 负责容器的编排工作，检查节点的资源状态，把 Pod 调度到最适合的节点上运行，相当于部署人员。因为节点状态和 Pod 信息都存储在 etcd 里，所以 scheduler 必须通过apiserver 才能获得。
kube-controller-manager 负责维护容器和节点等资源的状态，实现故障检测、服务迁移、应用伸缩等功能，相当于监控运维人员。同样地，它也必须通过 apiserver 获得存储在 etcd 里的信息，才能够实现对资源的各种操作。
这 4 个组件也都被容器化了，运行在集群的 Pod 里，可以用 kubectl 来查看它们的状态。
注意命令行里要用 -n kube-system 参数，表示检查“kube-system”名字空间里的 Pod
Node 里的组件有哪些
Master 里的 kube-apiserver、kube-scheduler 等组件需要获取节点的各种信息才能够作出管理决策，那这些信息该怎么来呢？ 这就需要 Node 里的 3 个组件了，分别是 kubelet、kube-proxy、container-runtime。
kubelet 是 Node 的代理，负责管理 Node 相关的绝大部分操作，Node 上只有它能够与 kube-apiserver 通信，实现状态报告、命令下发、启停容器等功能，相当于是 Node 上的一个“小管家”。
kube-proxy 的作用有点特别，它是 Node 的网络代理，只负责管理容器的网络通信，简单来说就是为 Pod 转发 TCP/UDP 数据包，相当于是专职的“小邮差”。
container-runtime ，它是容器和镜像的实际使用者，在 kubelet 的指挥下创建容器，管理 Pod 的生命周期，是真正干活的“苦力”。
我们一定要注意，因为 Kubernetes 的定位是容器编排平台，所以它没有限定 container runtime 必须是 Docker，完全可以替换成任何符合标准的其他容器运行时，例如 containerd、CRI-O 等等，只不过在这里我们使用的是 Docker。
这 3 个组件中只有 kube-proxy 被容器化了，而 kubelet 因为必须要管理整个节点，容器化会限制它的能力，所以它必须在 container-runtime 之外运行。
现在，我们再把 Node 里的组件和 Master 里的组件放在一起来看，就能够明白 Kubernetes 的大致工作流程了：
每个 Node 上的 kubelet 会定期向 kube-apiserver 上报节点状态，kube-apiserver 再存到 etcd 里。
每个 Node 上的 kube-proxy 实现了 TCP/UDP 反向代理，让容器对外提供稳定的服务。
kube-scheduler 通过 kube-apiserver 得到当前的节点状态，调度 Pod，然后 kube-apiserver 下发命令给某 个 Node 上的 kubelet，kubelet 调用 container-runtime 启动容器。
controller-manager 也通过 kube-apiserver 得到实时的节点状态，监控可能的异常情况，再使用相应的手段去调节恢复。
其实，这和我们在 Kubernetes 出现之前的操作流程也差不了多少，但 Kubernetes 的高明之处就在于把这些都抽象化规范化了。
于是，这些组件就好像是无数个不知疲倦的运维工程师，把原先繁琐低效的人力工作搬进了高效的计算机里，就能够随时发现集群里的变化和异常，再互相协作，维护集群的健康状态。
插件（Addons）有哪些
只要服务器节点上运行了 kube-apiserver、kube-scheduler、kube-controller-manager、etcd、kubelet、kube-proxy、container-runtime 组件，就可以说是一个功能齐全的 Kubernetes 集群了。由于 Kubernetes 本身的设计非常灵活，所以就有大量的插件用来扩展、增强它对应用和集群的管理能力。
常用的插件有：
DNS: 负责为整个集群提供DNS服务；
Ingress Controller： 为服务提供外网入口；
MetricsServer： 提供资源监控；
Dashboard： 提供GUI
